环境扫描电镜用于硅酸盐水泥早期水化的研究

摘要

采用环境扫描电镜对硅酸盐水泥的早期水化过程进行了连续观察。将硅酸盐水泥早期水化过程分为预诱导期、诱导期、加速期、减速期和稳定期个阶段加以描述。预诱导期阶段水泥开始水解,释放出离子,硅酸三钙(C3S)颗粒表面形成低n(Ca)/n(Si)层,第一批水化产物产生,水泥颗粒表面生成一层水化物的保护膜,使水化反应速度降低。诱导期阶段保护膜逐渐推进直至覆盖整个颗粒表面,膜内外产生渗透压力差。当渗透压力大到足以使薄膜在薄弱处破裂,缺钙的硅酸盐离子就被挤入液相,并和钙离子结合,生成各种不定形的CSH。加速期阶段钙离子和硅酸盐离子浓度相对于CSH来说达到过饱和,CSH高速生长,在颗粒表面附近形成类似于网状形貌的产物(高密度CSH),而在颗粒间的原充水空间里形成近球状形貌的产物(低密度CSH)。减速期阶段水化产物继续生长,由不定形富水的凝胶状转变为不定形的颗粒状,显微结构继续发展。稳定期阶段水化产物颗粒个数几乎保持不变,但单个颗粒均逐渐生长变大,显微结构逐渐致密化。保护膜的形成和破裂分别可以解释诱导期的产生和结束。CSH的生长速度是加速期水化反应速度控制的主要因素。